基于流-固耦合算法的跨/超声速曲壁板气动弹性分析

作者：梅冠华; 张家忠; 康灿

来源：振动与冲击, 2016, 35(22): 54-71.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2016.22.009

• 壁板颤振
• 流-固耦合
• 气动弹性

采用流-固耦合算法研究了曲壁板在跨/超声速气流下的气动弹性特征。首先,给出了曲壁板的Von Kármán几何大变形运动方程,并对其进行了标准有限元离散。然后,简述了流动的控制方程、数值解法、动网格和流-固耦合方式。最后,对曲壁板的气动弹性响应进行了数值模拟和分析。结果表明弯曲造成壁板的初始气动载荷非零,使得其与平壁板的气动弹性特征大相径庭:稳定的曲壁板存在静气动弹性变形;马赫数为2时,曲壁板失稳后,其颤振负向峰值远大于正向峰值,且弯曲高度的增大会诱发混沌型的振动;马赫数为0.8和0.9时,曲壁板仅会发生正向变形;马赫数为1.2时,失稳后曲壁板的颤振中心偏向了负方向。所得结果为高速飞行器的壁板设计和颤振抑制提供了依据,所提算法可推广应用于其它气动弹性问题的数值分析。

• 单位
  江苏大学; 西安交通大学